翟成林，陳小偉

（1. 北京理工大學(xué) 爆炸科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室，北京 100081；2. 北京理工大學(xué) 機(jī)電學(xué)院，北京 100081；3. 北京理工大學(xué) 前沿交叉科學(xué)研究院，北京 100081）

1 引言

隨著軍事科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，遠(yuǎn)距離作戰(zhàn)已成為現(xiàn)代戰(zhàn)場的主要作戰(zhàn)模式之一。導(dǎo)彈作為其中重要的組成部分，得到世界各國的大力發(fā)展。在此背景下，導(dǎo)彈打擊下目標(biāo)毀傷評估也隨之成為研究熱點。

導(dǎo)彈打擊下目標(biāo)毀傷評估是一個基于多學(xué)科知識的復(fù)雜系統(tǒng)過程，是指對目標(biāo)實施打擊效果的確定，可分為戰(zhàn)斗部毀傷評估、目標(biāo)易損性分析以及毀傷過程評估三方面，分別對應(yīng)的評估主體為導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部、被打擊目標(biāo)及二者之間的相互作用。其中，戰(zhàn)斗部毀傷評估是指圍繞戰(zhàn)斗部毀傷能力開展相關(guān)研究，包含毀傷效能、毀傷威力等；目標(biāo)易損性分析則是基于被毀傷目標(biāo)特征進(jìn)行的結(jié)構(gòu)破壞或功能喪失程度的研究；而毀傷過程評估則是借助于數(shù)值模擬與仿真、理論與方法評估或現(xiàn)場試驗等手段，從毀傷機(jī)理、影響因素等方面開展過程分析評估［1］。三者研究所獲結(jié)果廣泛應(yīng)用于彈藥設(shè)計優(yōu)化、目標(biāo)防護(hù)改進(jìn)以及作戰(zhàn)策略制定等方面。

圍繞毀傷評估的相關(guān)研究，已有學(xué)者基于不同側(cè)重開展綜述總結(jié)。王華等［2］與樊勝利等［3］針對不同場景下武器裝備的毀傷評估方法進(jìn)行討論，黃寒硯和王正明［4］側(cè)重于總結(jié)武器的毀傷效能，而馬茂春等［5］則對武器裝備的毀傷評估方法、試驗、系統(tǒng)和規(guī)范進(jìn)行綜述。針對具體目標(biāo)的毀傷，傅常海等［6］總結(jié)梳理了導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部對復(fù)雜目標(biāo)毀傷效能評估的一般方法和關(guān)鍵技術(shù)。顯然，以上工作皆是在特定范圍內(nèi)針對毀傷評估方式、方法或毀傷效能評估等進(jìn)行總結(jié)，而毀傷評估研究涉及范圍廣泛，綜述難以全面涵蓋。

著眼于導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部打擊目標(biāo)毀傷評估研究的總體，本文重點探討沖擊波、破片對不同類型目標(biāo)毀傷過程中的評估模型、毀傷主體和評估手段等內(nèi)容，給出毀傷評估模型、毀傷過程主體、分類目標(biāo)毀傷、毀傷評估手段等四方面的歸納評述，而對引戰(zhàn)配合、彈目交匯等非重點探討內(nèi)容僅作粗略分析，詳細(xì)框架如圖1 所示。相關(guān)分析可為后續(xù)研究提供相應(yīng)參考。

2 目標(biāo)毀傷評估模型

圖1 導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部打擊下目標(biāo)毀傷評估概述框架Fig.1 The framework of target damage assessment under missile warhead strike

軍事技術(shù)和功能需求的升級促使被打擊的目標(biāo)變得越來越復(fù)雜和多樣，對其進(jìn)行毀傷程度研究時需要考慮眾多方面因素，包括如何選取適當(dāng)?shù)姆椒▽δ繕?biāo)或目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行毀傷評估，如何對目標(biāo)或目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行毀傷程度判定和等級劃分，以及如何對毀傷評估因素進(jìn)行綜合并給出一個可擴(kuò)展的毀傷評估框架等。毀傷評估本身就要依據(jù)目標(biāo)的特點或特定的過程開展針對性研究，其研究范圍相對廣泛。本節(jié)針對目標(biāo)毀傷評估模型，從毀傷評估方法、毀傷判據(jù)與準(zhǔn)則和毀傷分級標(biāo)準(zhǔn)三方面分析概述。

2.1 毀傷評估方法

毀傷評估方法作為毀傷評估模型的核心，決定著目標(biāo)毀傷評估過程的準(zhǔn)確性、合理性和簡便性。自二戰(zhàn)以來，各國高度重視毀傷研究工作，不斷改進(jìn)并探究新方法，使毀傷評估方法得到進(jìn)一步發(fā)展。

發(fā)展和應(yīng)用毀傷評估方法的目的，在于對目標(biāo)毀傷程度進(jìn)行精確評估。表1 總結(jié)給出了應(yīng)用于毀傷評估方面的方法，并給出對應(yīng)的特征和優(yōu)缺點。

表1 典型毀傷評估方法對比Table 1 Comparison of typical damage assessment methods

毀傷評估作為一個多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域，需要應(yīng)用多方面的知識。由表1 可知，當(dāng)前應(yīng)用的毀傷評估方法多是來源于管理學(xué)、統(tǒng)計學(xué)等學(xué)科或是由其中相關(guān)方法演變而來。除表1 總結(jié)的方法之外，應(yīng)用于毀傷評估還有串并聯(lián)模型、線性回歸、網(wǎng)絡(luò)圖模型、加權(quán)求和、降階態(tài)法、熵權(quán)法、D-S 證據(jù)理論、相鄰優(yōu)屬度等方法。

毀傷評估的目的在于盡可能通過已知信息預(yù)測或評價目標(biāo)毀傷狀態(tài)，而毀傷評估方法均有著自身的適用環(huán)境，需要基于被評估對象以及評估過程的特征進(jìn)行傾向性選擇。例如，曲婉嘉等［16］針對較多不確定因素影響下目標(biāo)毀傷評估問題，提出了一種新型的基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)云模型的毀傷評估方法；該課題組［17］還針對雷達(dá)陣地毀傷評估問題，提出一種基于GA-動態(tài)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的評估方法；而楊青青等［18］應(yīng)用突變理論和模糊數(shù)學(xué)理論組合成一種多屬性決策方法——突變決策方法。

需指出的是，通過現(xiàn)有方法對比可以發(fā)現(xiàn)，對目標(biāo)僅采用單一的方法進(jìn)行毀傷評估，不可避免地受到方法本身劣勢的影響，且通常需要被評估的對象較為簡單、常規(guī)。而隨著軍事技術(shù)的發(fā)展，目標(biāo)變得更加復(fù)雜，應(yīng)用現(xiàn)有方法對其進(jìn)行毀傷評估可能受到較大局限。僅靠單一的毀傷評估方法很難獲得準(zhǔn)確的毀傷結(jié)果，必須針對目標(biāo)特點，在最適合方法的基礎(chǔ)上，引入其他理論、方法以克服其不足。因此，有必要對現(xiàn)有評估方法進(jìn)行改進(jìn)，如基于評價過程的特征對方法進(jìn)行組合，進(jìn)而發(fā)揮出方法各自的優(yōu)勢。

改進(jìn)方法已成為毀傷評估方法的研究趨勢，其研究難點則是針對目標(biāo)特點，如何選取最合適的方法以及如何對方法進(jìn)行改進(jìn)，以求達(dá)到最好的毀傷評估效果。Zhai 和Chen［19］在導(dǎo)彈打擊下島礁目標(biāo)區(qū)域的毀傷評估中進(jìn)行了評估方法的探究，結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)度法和層次分析法解決了不同島礁設(shè)施重要性的量化，又應(yīng)用模糊綜合評價法對島礁目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行了綜合評價。根據(jù)目標(biāo)特征以及對應(yīng)的研究需求，選取和整合恰當(dāng)?shù)臍u估方法，以準(zhǔn)確評估目標(biāo)毀傷程度的方面，仍可開展更廣泛的研究。

另一方面，除已被引入到毀傷評估研究的方法和理論之外，相關(guān)學(xué)科仍存在未得到開發(fā)利用的理論和方法，且新理論和新方法也在不斷建立。因此，毀傷評估方法的研究仍在繼續(xù)深入。

2.2 毀傷判據(jù)與準(zhǔn)則

目標(biāo)毀傷判據(jù)與準(zhǔn)則是評判目標(biāo)毀傷程度的量化指標(biāo)，是將定性描述轉(zhuǎn)換成定量判定的評估基礎(chǔ)。國外對其研究較早，目前已形成較為完善的毀傷判據(jù)與準(zhǔn)則體系，且廣泛應(yīng)用于毀傷評估中。與之相比，國內(nèi)則是從20 世紀(jì)80 年代才陸續(xù)開展毀傷判據(jù)與準(zhǔn)則的研究，其研究的深度與廣度均存在一定的差距。

綜合以往研究，本文將其分為兩類，一是基于能量的角度來判別、量化目標(biāo)毀傷的研究；二是基于數(shù)量、百分比的角度衡量目標(biāo)毀傷的研究。需要闡明的是：毀傷判據(jù)與準(zhǔn)則的研究側(cè)重、目標(biāo)層級不盡相同，從構(gòu)件到系統(tǒng)再到目標(biāo)整體均有涉及。

研究導(dǎo)彈打擊下目標(biāo)的毀傷判據(jù)與準(zhǔn)則即是研究毀傷元對系統(tǒng)構(gòu)件、子系統(tǒng)和目標(biāo)整體的毀傷判據(jù)與準(zhǔn)則。依據(jù)文中對毀傷判據(jù)與準(zhǔn)則相關(guān)研究的分類，首先從基于能量角度的研究評述，其毀傷判據(jù)與準(zhǔn)則是以某一界限進(jìn)行劃分，且相關(guān)研究主要集中于沖擊波和破片兩個方面。

2.2.1 沖擊波毀傷準(zhǔn)則

衡量沖擊波對目標(biāo)的毀傷能力依據(jù)其自身的超壓和沖量。當(dāng)前沖擊波毀傷準(zhǔn)則有超壓準(zhǔn)則、沖量準(zhǔn)則和超壓-沖量準(zhǔn)則［20］。其中，超壓準(zhǔn)則認(rèn)為，只有當(dāng)沖擊波超壓大于或等于某一臨界值時，才會對目標(biāo)造成一定程度的毀傷。超壓準(zhǔn)則是以沖擊波超壓作為唯一衡量標(biāo)準(zhǔn)，由于未考慮超壓持續(xù)時間，其存在嚴(yán)格的適用范圍。沖量準(zhǔn)則認(rèn)為，只有當(dāng)作用于目標(biāo)的比沖量達(dá)到或超過某一臨界值時，才能對目標(biāo)造成一定程度的毀傷。雖然沖量準(zhǔn)則同時考慮了沖擊波超壓、持續(xù)時間和波形等因素，相比于超壓準(zhǔn)則更加全面，但其忽略了目標(biāo)毀傷存在臨界超壓的事實，應(yīng)用時仍有嚴(yán)格的適用范圍限制。超壓-沖量準(zhǔn)則認(rèn)為，沖擊波對目標(biāo)的毀傷效應(yīng)由超壓和沖量共同決定，只有二者同時達(dá)到或超過某一臨界值，才能對目標(biāo)造成一定程度的毀傷。顯然，超壓-沖量準(zhǔn)則更具科學(xué)性和普遍意義，其評判結(jié)果將更具有應(yīng)用價值。p-I 曲線的主要特征如圖2 所示。

圖2 p-I 曲線特征［21］Fig.2 The characteristics of p-I curve［21］

關(guān)于沖擊波毀傷準(zhǔn)則方面，Pape 等［22］研究爆炸對結(jié)構(gòu)的影響，應(yīng)用超壓-沖量準(zhǔn)則、有限元分析預(yù)測爆炸毀傷結(jié)果。Marx 等［23］應(yīng)用超壓和沖量分析評估建筑物毀傷，并探討了p-I 曲線在建筑毀傷中的應(yīng)用。Zhai 和Chen［19］在評估導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部對建筑目標(biāo)毀傷時，采用了超壓-沖量準(zhǔn)則判定建筑目標(biāo)的毀傷程度。這些學(xué)者均是基于超壓-沖量準(zhǔn)則對建筑目標(biāo)進(jìn)行預(yù)測和判定以獲取更為準(zhǔn)確的結(jié)果。而在研究目標(biāo)毀傷過程中，應(yīng)用單一準(zhǔn)則只能進(jìn)行簡單的預(yù)測，不能滿足精準(zhǔn)評估毀傷的研究需求。除超壓或沖量在目標(biāo)毀傷中是絕對主導(dǎo)或簡化某一因素不影響目標(biāo)毀傷分析，目前大部分研究還是基于超壓-沖量準(zhǔn)則在開展相關(guān)研究。

2.2.2 破片毀傷準(zhǔn)則

破片毀傷準(zhǔn)則有動能準(zhǔn)則、比動能準(zhǔn)則、破片質(zhì)量準(zhǔn)則［24］。其中，動能準(zhǔn)則是以破片對固定目標(biāo)和活動目標(biāo)產(chǎn)生作用的動能值來確定目標(biāo)毀傷程度。比動能準(zhǔn)則以單位迎風(fēng)面積上的破片動能作為判定標(biāo)準(zhǔn)。破片質(zhì)量準(zhǔn)則是以破片質(zhì)量判定毀傷能力的準(zhǔn)則，其本質(zhì)仍為動能準(zhǔn)則。這些準(zhǔn)則以能量作為標(biāo)準(zhǔn)，雖然標(biāo)準(zhǔn)單一，但由于簡便，應(yīng)用廣泛。

一些學(xué)者針對破片的毀傷準(zhǔn)則進(jìn)行了一些研究。Konokman 等［25］評估破片戰(zhàn)斗部打擊下的軍用飛機(jī)脆弱性，以剩余質(zhì)量和速度來度量破片，通過不同方向的模擬最終得到飛機(jī)的毀傷概率。余慶波等［26］從活性破片毀傷機(jī)理和毀傷模式出發(fā)，以破片動能以及空間分布密度作為判定準(zhǔn)則，建立了一種活性破片戰(zhàn)斗部威力評價模型。王林等［27］在某型155 mm 榴彈靜爆威力試驗中，基于比動能準(zhǔn)則對戰(zhàn)斗部殺傷威力進(jìn)行了評價。

雖然相關(guān)學(xué)者已對沖擊波和破片的毀傷準(zhǔn)則進(jìn)行一定研究，但由于沖擊波和破片毀傷目標(biāo)的過程并不能被完全量化，且毀傷程度本身就是一個相對模糊難以界定的概念。因此，研究沖擊波和破片的毀傷準(zhǔn)則過程中，仍需要更深入探究以求更精確地判定目標(biāo)的毀傷程度。

除了從能量角度開展毀傷判據(jù)與準(zhǔn)則的研究外，還有則是從數(shù)量、百分比的角度開展的毀傷判據(jù)與準(zhǔn)則的研究。這類研究通常比較分散，不同目標(biāo)、場景、方法的情況下都會存在差異。因此，研究內(nèi)容相對復(fù)雜，但這是在方法、模擬評估中判定目標(biāo)毀傷程度所不可或缺的研究。破片的密度分布準(zhǔn)則［24］便是其中之一。該準(zhǔn)則認(rèn)為判定破片毀傷能力時，除考慮破片速度、質(zhì)量外，還應(yīng)考慮破片的分布密度。王光源等［28］運用馬爾可夫過程理論建立多次攔截反艦導(dǎo)彈的概率模型，其中對戰(zhàn)斗部預(yù)制破片進(jìn)行量化分析，建立了破片的面密度模型，以Pk/h函數(shù)作為毀傷準(zhǔn)則。應(yīng)用密度分布準(zhǔn)則首先需要確定密度分布函數(shù)，由于受多種因素的影響，使其存在較大誤差，往往無法很好表達(dá)最后的毀傷結(jié)果。

除此之外，還有一些學(xué)者針對具體目標(biāo)、情形開展相應(yīng)毀傷判據(jù)與準(zhǔn)則研究。盧熹等［29］根據(jù)水中爆炸沖擊波特性參量的一般形式，提出了一種毀傷準(zhǔn)則，給出基于毀傷規(guī)律概率“0-1”分布函數(shù)的毀傷準(zhǔn)則與判據(jù)的獲取方法。吳國東等［30］結(jié)合子母彈毀傷區(qū)域及目標(biāo)區(qū)域的特點，建立一種新的子母彈對面目標(biāo)毀傷效能評估準(zhǔn)則。李偉等［31］在空地導(dǎo)彈對兩種停放方式飛機(jī)的毀傷研究中，針對侵徹爆破戰(zhàn)斗部對掩蔽庫內(nèi)飛機(jī)毀傷，構(gòu)建了以不同程度毀傷比例為標(biāo)準(zhǔn)的毀傷準(zhǔn)則。這些研究均是針對各自場景，給出對應(yīng)的毀傷準(zhǔn)則或是對毀傷準(zhǔn)則的確定方式進(jìn)行研究。

必須指出，雖然國內(nèi)不同單位近年已開展一些目標(biāo)的毀傷判據(jù)與準(zhǔn)則的相關(guān)研究，但由于理解不一，存在等級劃分不規(guī)范、體系架構(gòu)不清晰、界限不明確且沒有形成系統(tǒng)的研究理念等諸多難以解決的問題。與此同時，毀傷判據(jù)與準(zhǔn)則的制定在一定程度上需要試驗數(shù)據(jù)作為支撐，歐美國家相關(guān)研究由于起步早，相關(guān)數(shù)據(jù)積累豐富且多為保密數(shù)據(jù)。目前受限于基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展以及數(shù)據(jù)積累程度，難以在短時間內(nèi)趕超。因此，在毀傷判據(jù)與準(zhǔn)則制定的標(biāo)準(zhǔn)化方面以及多學(xué)科交叉融合方面有待進(jìn)一步探索。

2.3 毀傷分級標(biāo)準(zhǔn)

在毀傷判據(jù)與準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上，毀傷分級標(biāo)準(zhǔn)也是毀傷評估中必不可少的一環(huán)。毀傷分級可以量化出目標(biāo)的毀傷狀態(tài)，有助于對應(yīng)方案的制定和選取。毀傷分級標(biāo)準(zhǔn)以毀傷評估角度的不同可分為判定目標(biāo)物理毀傷程度和功能毀傷程度兩方面。同時，毀傷分級標(biāo)準(zhǔn)需要以毀傷判據(jù)與準(zhǔn)則、試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果或作戰(zhàn)毀傷要求作為劃分依據(jù)。前文所提到?jīng)_擊波和破片的毀傷判據(jù)與準(zhǔn)則便是毀傷分級標(biāo)準(zhǔn)的劃分依據(jù)之一。

相關(guān)學(xué)者針對目標(biāo)的毀傷分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了許多基礎(chǔ)性的探索性研究。其中，楊延平［32］對建筑目標(biāo)進(jìn)行毀傷研究，給出一般建筑物毀傷程度的分級標(biāo)準(zhǔn)。王樹山等［33］以撞擊目標(biāo)單位面積上的有效破片數(shù)量制定目標(biāo)的毀傷分級標(biāo)準(zhǔn)。王城成等［34］基于導(dǎo)彈功能失效的模式，從部件毀傷效果描述，給出導(dǎo)彈目標(biāo)的毀傷等級。曾濤等［35］給出了導(dǎo)彈打擊下軍用機(jī)場跑道的毀傷等級標(biāo)準(zhǔn)。倪春雷和姜鵬［36］研究反艦導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部對艦船毀傷，建立了以損傷典型標(biāo)志為代表的毀傷分級標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)前在毀傷分級標(biāo)準(zhǔn)方面，一般從物理和功能兩個層面將目標(biāo)的毀傷程度分為3 個及以上的毀傷等級，用于對目標(biāo)毀傷程度的描述。其中，如何制定和完善毀傷分級標(biāo)準(zhǔn)仍是主要研究方向。由于缺乏明確的標(biāo)準(zhǔn)劃分框架，很多情形下只能依據(jù)具體特征進(jìn)行相對主觀的毀傷分級標(biāo)準(zhǔn)劃分。另外，還有基于現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)或統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)進(jìn)行毀傷等級劃分，這種方式相對可靠，但需要有大量數(shù)據(jù)支撐，且對于不同目標(biāo)通用性差，無法得到廣泛應(yīng)用。

毀傷判據(jù)、準(zhǔn)則和分級標(biāo)準(zhǔn)是評估目標(biāo)毀傷的重要組成部分，且當(dāng)前均存在很多問題需要進(jìn)一步研究，仍存在很大的探索空間。毀傷判據(jù)與準(zhǔn)則和毀傷分級標(biāo)準(zhǔn)的本質(zhì)是閾值的確定，而閾值的準(zhǔn)確與否直接影響目標(biāo)的毀傷評估結(jié)果。

總之，如何基于被評價對象的特征，引入、組合并確定最理想的方法以達(dá)到最為準(zhǔn)確的評估結(jié)果依然是毀傷評估方法目前研究的重點和難點。對于毀傷判據(jù)與準(zhǔn)則的研究，其難點主要集中于明確、規(guī)范等級界限的劃分，以及毀傷數(shù)據(jù)積累、運用方面。對于毀傷分級標(biāo)準(zhǔn)的研究，由于其在一定程度上需借助于毀傷準(zhǔn)則與判據(jù)，除毀傷判據(jù)與準(zhǔn)則所面臨的難點外，將定性描述準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換成定量判定亦是另一個難點。

3 毀傷過程主體分析

3.1 戰(zhàn)斗部毀傷效能

戰(zhàn)斗部作為導(dǎo)彈系統(tǒng)中直接對目標(biāo)進(jìn)行毀傷的部件，其毀傷效能直接影響著毀傷效果。戰(zhàn)斗部的毀傷效能是指在可靠前提下，戰(zhàn)斗部能對目標(biāo)造成何種程度毀傷的毀傷概率。它包含兩層含義：（1）在打擊目標(biāo)的過程中，導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部可以造成毀傷的概率；（2）導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部產(chǎn)生的毀傷元對目標(biāo)造成的毀傷程度。

其中毀傷元意指不同類型戰(zhàn)斗部對目標(biāo)直接產(chǎn)生破壞作用的物質(zhì)，如沖擊波、破片、侵徹體、射流、高溫等。由于毀傷元具有一定的毀傷傾向性，在分析其對目標(biāo)造成何種毀傷時，不但需要考慮戰(zhàn)斗部威力，還要分析目標(biāo)特征。導(dǎo)彈打擊目標(biāo)是一個受多因素影響的復(fù)雜過程，而戰(zhàn)斗部毀傷效能研究在其中占有重要地位，因此相關(guān)研究非常必要。

3.1.1 戰(zhàn)斗部毀傷概率

按照導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部毀傷效能概念可知，求解導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部打擊目標(biāo)的毀傷概率包含求解戰(zhàn)斗部的落點概率。國內(nèi)外許多學(xué)者利用蒙特卡羅方法［37-38］模擬打擊效果以及模擬特定射擊方式下的落點分布，是當(dāng)前應(yīng)用較多的替代方式之一。相較于解析法模擬與仿真目標(biāo)系統(tǒng)的落點分布，采用蒙特卡羅方法的優(yōu)勢在于其可以簡化過程，并且基于蒙特卡羅方法的目標(biāo)毀傷評估可以精確得到毀傷概率值，其中，落點分布多采用二維正態(tài)分布［39］。劉國國等［40］應(yīng)用蒙特卡羅方法，通過對大樣本量統(tǒng)計，準(zhǔn)確計算出圓概率誤差（CEP）。Zhai 和Chen［41］針對導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部打擊建筑目標(biāo)的毀傷概率問題，應(yīng)用蒙特卡羅方法對導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部進(jìn)行落點模擬。在毀傷等勢線的基礎(chǔ)上，連續(xù)地表征了導(dǎo)彈打擊下建筑目標(biāo)毀傷概率與毀傷程度的關(guān)系，如圖3 給出某矩形（俯視）建筑目標(biāo)的毀傷概率求解結(jié)果。

圖3 某矩形建筑目標(biāo)的概率毀傷圖［41］Fig.3 Probability damage of a rectangle building［41］

除直接應(yīng)用蒙特卡羅方法進(jìn)行落點模擬研究外，還有一部分學(xué)者基于蒙特卡羅方法對導(dǎo)彈落點精度開展研究。Morio 等［42］針對蒙特卡羅模擬不能有效估計稀有分位數(shù)，提出一種改進(jìn)的稀有事件估計方法。Guo 和Zhang［43］提出了幾種與蒙特卡羅方法相結(jié)合的方差減小技術(shù)。王永杰［44］提出了一個基于蒙特卡羅統(tǒng)計仿真的估計方法，有效提高了落點概率的估計精度。鄭小兵等［45］應(yīng)用蒙特卡羅方法設(shè)計了一種基于制導(dǎo)工具誤差的模擬打靶試驗統(tǒng)計方法。

總結(jié)這些研究可以發(fā)現(xiàn)，在應(yīng)用蒙特卡羅方法進(jìn)行戰(zhàn)斗部落點模擬時，目前主要考慮影響因素并對其進(jìn)行改進(jìn)，使落點模型更加符合真實情況。由于影響因素不一，相關(guān)研究仍以具體目標(biāo)為主，缺乏通用性和系統(tǒng)性。后續(xù)工作需要在計算戰(zhàn)斗部落點概率方法的通用性和精確性進(jìn)行更深入的研究。

除了研究導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部落點概率外，還需要考慮導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部近炸過程中是否能對目標(biāo)產(chǎn)生有效的毀傷，即引戰(zhàn)配合。導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部和目標(biāo)的交會過程中，引信通過利用所獲信息，再配合控制系統(tǒng)，適時引爆戰(zhàn)斗部對目標(biāo)進(jìn)行有效毀傷。目標(biāo)、引信和戰(zhàn)斗部之間協(xié)調(diào)程度的好壞直接影響導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部打擊目標(biāo)的毀傷效果，一般用引戰(zhàn)配合效率進(jìn)行表征。

隨著現(xiàn)代戰(zhàn)場環(huán)境愈加復(fù)雜以及武器裝備越發(fā)多樣，對引信的要求也越高，不但需要可以探測并識別不同速度下的各種目標(biāo)，還要具備足夠的抗干擾能力。針對引戰(zhàn)配合，相關(guān)研究主要圍繞著引戰(zhàn)配合數(shù)學(xué)模型、引戰(zhàn)配合參數(shù)設(shè)計優(yōu)化以及試驗、評價方法等方面。其中，在引戰(zhàn)配合數(shù)學(xué)模型方面，熊森才等［46］基于末端姿態(tài)角、炸點位置等參數(shù)，建立了導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部運動過程中與目標(biāo)毀傷之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。趙宏偉和陳云俊［47］研究了彈道末端彈目交匯過程中引戰(zhàn)配合現(xiàn)象，并建立了高精度數(shù)學(xué)模型。朱景偉等［48］基于導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)和引信信息，建立了任意空間交會下戰(zhàn)斗部起爆延時的數(shù)學(xué)模型。張祥金和馮穎［49］在三維垂直慣性坐標(biāo)系內(nèi)建立了最佳起爆延時和起爆方位角的模型。在引戰(zhàn)配合參數(shù)設(shè)計優(yōu)化方面，Nyongesa 等［50］針對引戰(zhàn)配合的最佳起爆延時問題，利用遺傳規(guī)劃（GP）進(jìn)行起爆延時求解，有效提高了延時運算的時效性。闞飛等［51］提出了一種高效引戰(zhàn)配合方法，解決了針對高速目標(biāo)，傳統(tǒng)引信延遲控制算法的滯后問題。劉松等［52］基于命中點模型，對巡飛彈的引戰(zhàn)配合進(jìn)行設(shè)計，通過計算進(jìn)而確定最佳起爆延時時間。無論是對引戰(zhàn)配合進(jìn)行模型分析還是參數(shù)優(yōu)化，均是圍繞著如何使導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部更準(zhǔn)確地對目標(biāo)進(jìn)行毀傷。由于目標(biāo)種類變多且目標(biāo)之間差異明顯，如何探索更有效的方法探測識別目標(biāo)并確定最佳起爆延時時間依然是目前主要探究的方向之一。

在試驗、評價方法方面，呂鴻鵬等［53］研究引戰(zhàn)配合的彈目交會毀傷概率問題，提出了一種虛擬試驗方法，并設(shè)計了彈目交會仿真系統(tǒng)。韓波等［54］提出了一種針對引戰(zhàn)配合效率的評估方法，可以對導(dǎo)彈打擊下目標(biāo)的引戰(zhàn)配合效率進(jìn)行評估。洛強(qiáng)等［55］設(shè)計了一個引戰(zhàn)配合虛擬試驗系統(tǒng)，并對其子系統(tǒng)模型的實現(xiàn)方法進(jìn)行了探究。由于引戰(zhàn)配合試驗成本高，而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)又是對其進(jìn)行評價和設(shè)計的基礎(chǔ)，因此，開發(fā)可代替真實試驗的虛擬試驗方法也成為目前需要解決的問題。

3.1.2 戰(zhàn)斗部威力

毀傷傾向性導(dǎo)致某種毀傷元僅對某類目標(biāo)可能具有顯著的破壞能力，因此需針對不同類型毀傷元對不同類型目標(biāo)的毀傷研究。常規(guī)導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部仍以沖擊波與破片為主要毀傷元，故本文主要圍繞二者對戰(zhàn)斗部威力進(jìn)行概述。

沖擊波對目標(biāo)的毀傷主要源于超壓和沖量。Marx 和Werts［56］探 索 了p-I 曲 線 在 建 筑 破 壞 中 的 應(yīng)用。Ferradás 等［57-58］給出了一種估算球形容器爆炸產(chǎn)生的沖擊波對建筑影響的分析方法。Alonso 等［59-61］提出了一種在已知爆炸物TNT 當(dāng)量前提下，其產(chǎn)生超壓對建筑影響的分析方法。Cullis 等［62］將爆炸沖擊與結(jié)構(gòu)之間交互作用中的建模功能與具有廣泛應(yīng)用的脆弱性模型相結(jié)合，使其能夠適用更多的情況。Luccioni 等［63］對爆炸載荷作用下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的破壞進(jìn)行了分析，并再現(xiàn)了炸藥爆炸到完全破壞的整個過程。Held［64］討論了爆炸波傳播及其與目標(biāo)結(jié)構(gòu)相互作用所涉及的參數(shù)，以指出TNT 等效方法的固有誤差和適用范圍。Zhai 和Chen［41］基于PROBIT 等式，給出沖擊波的超壓、沖量與建筑目標(biāo)毀傷程度的關(guān)系，并據(jù)此關(guān)系計算得到建筑目標(biāo)的毀傷等勢線。再利用蒙特卡羅法模擬導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部的落點，最終獲得建筑目標(biāo)的概率毀傷結(jié)果。

上述這些研究主要集中于在某些模型下，如何準(zhǔn)確表征沖擊波超壓或沖量的關(guān)系，其次是對現(xiàn)有方法進(jìn)行改進(jìn)，使其對相應(yīng)情景更具有適用性。但無論是對沖擊波的模型或是其對目標(biāo)的毀傷，仍需要探索更準(zhǔn)確的方式表征沖擊波的特征以及其對目標(biāo)的毀傷模型。

破片對目標(biāo)造成的毀傷受其質(zhì)量、速度、尺寸和分布等眾多因素的影響，毀傷示意如圖4 所示。針對破片對目標(biāo)破壞過程，宋文淵［65］通過統(tǒng)計殺爆彈戰(zhàn)斗部自然破片的大量外形數(shù)據(jù)，分析其分布規(guī)律。韓夫亮［66］計算了在爆炸載荷作用下預(yù)制破片驅(qū)動過程和飛散分布的特性，獲得預(yù)制破片在爆炸載荷作用下的主要物理參數(shù)變化規(guī)律。孔祥韶等［67］數(shù)值模擬戰(zhàn)斗部殼體產(chǎn)生的破片空間分布及速度特性，探討了破片尺寸的影響因素。安振濤等［68］研究了常規(guī)彈藥爆炸后破片與沖擊波的作用規(guī)律，分析認(rèn)為兩者同時到達(dá)目標(biāo)的距離與破片形狀和質(zhì)量關(guān)系不大。這些研究主要針對破片物理參數(shù)或是分布特征進(jìn)而分析破片的毀傷過程，本質(zhì)是研究破片自身特性。

圖4 破片毀傷示意圖［19］Fig.4 Top view of fragment damage［19］

除此之外，還有應(yīng)用破片毀傷模式開展相關(guān)研究，討論破片特性及其影響因素。張輝等［69］為解決傳統(tǒng)自然破片戰(zhàn)斗部命中精度不高、毀傷效率低等問題，提出利用大質(zhì)量定向破片群提高毀傷目標(biāo)的效能。余慶波等［70］從活性破片毀傷機(jī)理和毀傷模式出發(fā)，提出了一種活性破片戰(zhàn)斗部威力評價方法，并建立相應(yīng)的威力評價模型。而另一部分學(xué)者針對戰(zhàn)斗部類型或目標(biāo)進(jìn)行具體的研究。Moxnes 等［71］運用AUTODYN 對155 mm的殺爆戰(zhàn)斗部進(jìn)行試驗和仿真研究，計算戰(zhàn)斗部的破片質(zhì)量分布和初速。印立魁等［72］運用AUTODYN 分析已有試驗的爆炸驅(qū)動過程，建立立方體破片的初速計算模型。李翔宇和盧芳云［73］用有限元動力學(xué)程序LS-DYNA 模擬了具有相同結(jié)構(gòu)口徑、相同裝藥類型的可變形戰(zhàn)斗部和傳統(tǒng)周向均勻戰(zhàn)斗部的飛散過程。

對于具體戰(zhàn)斗部和目標(biāo)的破片毀傷研究會隨著軍事科學(xué)技術(shù)發(fā)展而不斷進(jìn)步。目前存在的主要問題之一是，戰(zhàn)斗部種類以及目標(biāo)模型少，不能很好地開展戰(zhàn)斗部毀傷效能評估。因此，無論是對于破片特性，還是破片毀傷目標(biāo)的過程，均存在一定的研究空間。

3.2 目標(biāo)易損性

目標(biāo)易損性研究是指當(dāng)目標(biāo)受到導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部的打擊后，對其結(jié)構(gòu)、功能損失的毀傷分析，分析的主體為被打擊目標(biāo)。目標(biāo)易損性研究是毀傷方式選擇、毀傷方案設(shè)計的基礎(chǔ)。

歐美等發(fā)達(dá)國家對目標(biāo)易損性的研究較早，積累了豐富的研究經(jīng)驗和易損性數(shù)據(jù)［74-75］。國內(nèi)相對起步較晚，還沒有形成完善、實用的易損性分析技術(shù)，且目前的研究成果到實際應(yīng)用還存在一定距離。現(xiàn)有對于目標(biāo)易損性的研究，集中于研究方法、易損性建模以及具體目標(biāo)的易損性分析。

針對目標(biāo)易損性研究方法，盧永剛等［74］提出了基于“虛擬模型”的目標(biāo)易損性/戰(zhàn)斗部威力評估系統(tǒng)方法；肖師云等［76］基于目標(biāo)真實結(jié)構(gòu)和目標(biāo)毀傷律模型，提出一種“目標(biāo)毀傷虛擬模型”的一體化目標(biāo)易損性描述及建模方法。

針對易損性模型及具體目標(biāo)的易損性分析，楊云斌等［75］建立了戰(zhàn)斗部威力/目標(biāo)易損性評估軟件的基本原則和總體框架。鞏建興等［77］以目標(biāo)系統(tǒng)效能對各種毀傷元素的敏感程度來定義目標(biāo)易損性，并給出了目標(biāo)易損性的數(shù)學(xué)模型。王玉等［78］提出依據(jù)毀傷元打擊方向，將易損部件投影到呈現(xiàn)面的二維結(jié)構(gòu)易損性等效結(jié)構(gòu)建模方法。對模型的研究存在的問題是易損性模型適用范圍有限，針對不同的目標(biāo)需要開發(fā)對應(yīng)的易損性模型。因此，在易損性模型方面，需要提高模型應(yīng)用的廣泛性。

在易損性模型基礎(chǔ)上，一些學(xué)者還開發(fā)了易損性分析系統(tǒng)。掌亞軍［79］介紹了空中目標(biāo)易損性建模的程序、內(nèi)容、方法。王國輝等［80］建立了典型反坦克彈藥對目標(biāo)毀傷的數(shù)學(xué)模型，利用VC++平臺開發(fā)了主戰(zhàn)坦克目標(biāo)易損性分析與毀傷評估仿真系統(tǒng)。秦宇飛等［81］對某型飛機(jī)彈目交會條件下的目標(biāo)易損性進(jìn)行了分析，并設(shè)計開發(fā)了該型飛機(jī)的目標(biāo)易損性分析系統(tǒng)。

開發(fā)對應(yīng)的易損性分析系統(tǒng)可以更加快速得到目標(biāo)的易損性結(jié)果，但目前的易損性系統(tǒng)都互相獨立，不利于推廣使用，因此，可以在易損性系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)方面進(jìn)行一定的探索。

戰(zhàn)斗部毀傷效能研究可分為戰(zhàn)斗部毀傷概率研究與戰(zhàn)斗部威力研究。其中，在戰(zhàn)斗部毀傷概率方面，如何改進(jìn)落點模型使其更加符合真實情況以及如何探測、識別目標(biāo)以確定最佳起爆延時仍是主要的難點問題。在戰(zhàn)斗部威力方面，準(zhǔn)確表征沖擊波、破片特征以及二者對目標(biāo)的毀傷模型則是研究的重點和難點。對于目標(biāo)易損性研究，其難點主要集中于易損性研究方法開發(fā)、易損性建模和具體目標(biāo)易損性分析等方面。

4 分類目標(biāo)毀傷研究

4.1 單一目標(biāo)毀傷

單一目標(biāo)并非簡單目標(biāo)，是打擊過程中的單一個體目標(biāo)，包含單一建筑目標(biāo)與裝備目標(biāo)。隨著精確打擊的發(fā)展，對單一目標(biāo)毀傷已成為毀傷評估研究中重要組成部分。目前國內(nèi)外已開展的毀傷評估研究中，大部分是圍繞單一目標(biāo)開展的，如建筑類的機(jī)場、指揮大樓等，設(shè)備類的艦艇、飛機(jī)、坦克、雷達(dá)等。

在建筑目標(biāo)毀傷方面，Cizelj 等［82］針對建筑物結(jié)構(gòu)的爆炸載荷問題，重新探究了簡單而可靠的結(jié)構(gòu)分析方法，并提出它們在爆炸載荷結(jié)構(gòu)易損性評估中的應(yīng)用。Heck?tte 等［83］通過數(shù)值模擬與試驗對建筑目標(biāo)的高能沖擊毀傷進(jìn)行研究，最終得到相應(yīng)的毀傷模型。Kelliher 等［84］將蒙特卡羅法與一個簡化但保守的連續(xù)倒塌結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行組合，進(jìn)而生成數(shù)據(jù)集，并對爆炸載荷下的鋼筋混凝土框架建筑物進(jìn)行毀傷分析。Atkinson 等［85］描述了建筑物的破壞模型，給出評估內(nèi)部和外部毀傷程度的方法。這些研究的焦點主要集中于在建筑的毀傷模型上，研究建筑目標(biāo)如何損壞。以毀傷模型為基礎(chǔ)，有些學(xué)者開展了建筑目標(biāo)毀傷應(yīng)用研究，如劉瑞朝等［86］對幾種精確制導(dǎo)武器攻擊典型通信指揮大樓開展了毀傷效果評估研究，建立了典型地面建筑毀傷元快速工程算法。Stewart 和Netherton［87］描述了沖擊波和破片的概率安全和風(fēng)險模型如何更好地為定量爆炸風(fēng)險評估提供依據(jù)。劉衛(wèi)兵等［88］針對機(jī)場的特點，從物理毀傷、功能毀傷以及恢復(fù)能力等角度出發(fā)，建立了機(jī)場目標(biāo)二級模糊綜合評估指標(biāo)體系。

建筑目標(biāo)的毀傷研究主要基于物理強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)分析目標(biāo)的物理毀傷程度。相較于設(shè)備系統(tǒng)的毀傷，其研究思路相對固定。而設(shè)備往往多樣且不能看作簡單個體，尤其是隨著科技發(fā)展，設(shè)備的復(fù)雜性和系統(tǒng)性越來越高，其毀傷研究便越發(fā)復(fù)雜。謝卓杰等［89］針對子母彈打擊航空母艦的毀傷進(jìn)行了評估研究。司凱等［90］建立了破片式戰(zhàn)斗部對飛機(jī)類目標(biāo)的毀傷評估模型。李向榮等［91］利用計算機(jī)仿真方法進(jìn)行殺爆彈對主戰(zhàn)坦克毀傷評估。李超等［92］建立了破片式戰(zhàn)斗部對相控陣?yán)走_(dá)的毀傷評估模型。由于設(shè)備目標(biāo)種類繁多，研究需求、方式和方法相對各異，因此，難以進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范。

對于單個目標(biāo)的毀傷評估，存在的一個主要問題是目標(biāo)物理毀傷和功能毀傷之間的映射關(guān)系不清晰，這也是當(dāng)前毀傷評估的難點。目前關(guān)于毀傷響應(yīng)函數(shù)的獲取研究一般從物理分析和數(shù)學(xué)分析兩個角度展開，為方便描述，通常會基于經(jīng)驗構(gòu)建一些簡單的毀傷關(guān)系函數(shù)，但其建模和使用都是基于對毀傷進(jìn)行宏觀大致描述，精度不高。另一方面，從純數(shù)據(jù)分析的角度構(gòu)造毀傷響應(yīng)函數(shù)是將毀傷過程看作是一個黑盒，利用回歸分析來歸納關(guān)系，不能從理論角度對目標(biāo)進(jìn)行具體解釋。因此，在物理毀傷到功能毀傷的映射關(guān)系方面仍有較大的研究空間。

4.2 集群目標(biāo)毀傷

當(dāng)導(dǎo)彈同時毀傷的目標(biāo)不止一個時，可認(rèn)為其毀傷的目標(biāo)為集群目標(biāo)。集群目標(biāo)可以為同類型目標(biāo)，亦可為不同類型目標(biāo)。衡量集群目標(biāo)毀傷程度的重要參數(shù)有最優(yōu)瞄準(zhǔn)點和最大毀傷面積比。對于集群目標(biāo)的毀傷，相關(guān)研究包括同時毀傷多個目標(biāo)的毀傷評估，以及開發(fā)各種毀傷算法。

針對同時毀傷多個目標(biāo)的研究中，Ambrosini等［93］提出了一種在彈坑位置難以獲得情況下，確定恐怖襲擊中爆炸物位置和重量的方法。Ghajari 等［94］研究了爆炸破壞載荷下目標(biāo)區(qū)域的物理脆弱性。Zhai和Chen［19］對導(dǎo)彈打擊下島礁區(qū)域內(nèi)的各類目標(biāo)同時毀傷進(jìn)行了研究，在不同類型目標(biāo)毀傷模型的基礎(chǔ)上，量化了島礁區(qū)域內(nèi)的總體毀傷程度，如圖5 所示。

圖5 某島礁區(qū)域內(nèi)目標(biāo)的毀傷量化示意圖［19］Fig.5 Schematic diagram of the damage quantification of an area in island/reef［19］

同時針對多個目標(biāo)的毀傷效應(yīng)研究相對匱乏，更多研究集中于目標(biāo)的打擊順序上。李義文等［95］根據(jù)信息化條件下炮兵作戰(zhàn)任務(wù)的特點，建立了炮兵火力打擊目標(biāo)價值評估的指標(biāo)體系。張艷輝等［96］在構(gòu)建珊瑚島礁直接火力準(zhǔn)備目標(biāo)指標(biāo)體系基礎(chǔ)上，對目標(biāo)進(jìn)行加權(quán)關(guān)聯(lián)度排序分析，從而得到目標(biāo)最優(yōu)排序結(jié)果。侯亮和袁山增［97］在評判指標(biāo)下計算目標(biāo)的單指標(biāo)優(yōu)度，然后經(jīng)模糊綜合評判得到目標(biāo)的總體優(yōu)度，并據(jù)此對目標(biāo)進(jìn)行排序。

這類研究往往依據(jù)所建立的指標(biāo)體系僅給出打擊順序，無法量化對目標(biāo)的毀傷程度，參考價值受限。而在現(xiàn)有毀傷技術(shù)的前提下，單枚導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部對多個目標(biāo)造成毀傷已經(jīng)十分容易實現(xiàn)。同時，由于戰(zhàn)斗部存在落點誤差，使其對于區(qū)域內(nèi)目標(biāo)總體毀傷程度的研究更具有意義。因此，需要進(jìn)一步研究導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部對于多個目標(biāo)的毀傷評估的量化方法，以及進(jìn)一步開發(fā)在目標(biāo)打擊順序基礎(chǔ)上多個目標(biāo)的毀傷研究。

總之，對于單一目標(biāo)毀傷的研究，如何表征物理毀傷和功能毀傷之間的映射關(guān)系依然是目前的重點和難點。對于集群目標(biāo)毀傷的研究，其難點主要集中在對于多種多個目標(biāo)的毀傷評估量化方法和算法方面。

5 毀傷評估研究手段

毀傷評估手段是獲得毀傷評估結(jié)果的方式，對于導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部打擊下目標(biāo)的毀傷評估過程，不同毀傷評估手段的結(jié)果是一致的。但在針對不同目標(biāo)、工況以及目標(biāo)時，不同方式獲得被評估對象毀傷結(jié)果的難易程度和準(zhǔn)確程度不一樣。目前獲得導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部威力或目標(biāo)毀傷程度的主要手段包括數(shù)值模擬與仿真、理論與方法評估以及現(xiàn)場試驗。各種手段都有各自的優(yōu)劣勢，且都存在著各自適應(yīng)的范圍。因此，在進(jìn)行導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部打擊下目標(biāo)毀傷評估研究時，應(yīng)根據(jù)具體的情況和研究手段的優(yōu)劣勢進(jìn)行綜合確定，數(shù)值模擬與仿真、理論與方法評估及現(xiàn)場試驗三種方式的特點及其相互之間的關(guān)系如圖6 所示。

數(shù)值模擬與仿真是通過建立導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部或目標(biāo)的數(shù)值模型，利用各種差分格式計算并獲得最終的毀傷評估結(jié)果。計算機(jī)和軟件技術(shù)的快速發(fā)展構(gòu)成了數(shù)值模擬與仿真的基礎(chǔ)，試驗與模擬仿真之間的巨大成本差異構(gòu)成了其發(fā)展的動力。由于數(shù)值模擬具有可重復(fù)性，這使得數(shù)值模擬與仿真在導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部打擊目標(biāo)毀傷評估領(lǐng)域迅速推廣。但與此同時，在導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部或目標(biāo)建模時，對參數(shù)需求較多。如若對應(yīng)數(shù)值模型建立不良，網(wǎng)格精度與計算誤差控制不當(dāng)，不但會影響最后的計算結(jié)果，亦會耗費大量的時間。即使在可控的時間成本內(nèi)得到了較為準(zhǔn)確的導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部打擊目標(biāo)毀傷評估的結(jié)果，受限于參數(shù)模型、計算場景等因素，使得所得到的計算結(jié)果不能或極有限被借鑒。

圖6 毀傷評估手段之間的關(guān)系及優(yōu)劣勢Fig.6 The relationship between damage assessment methods and their advantages and disadvantages

目前應(yīng)用于導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部打擊下目標(biāo)毀傷評估的軟件 有LS-DYNA、AUTODYN 和ABAQUS 等有 限 元 分析軟件以及Matlab、Mathematics 等科學(xué)計算軟件。計算的對象包含建筑、飛機(jī)和艦船等單一目標(biāo)以及由單一目標(biāo)所構(gòu)成的集群目標(biāo)。應(yīng)用模擬與仿真軟件來獲取和評估各類目標(biāo)毀傷程度的研究已在前文中進(jìn)行一定介紹，此處不再闡述。

理論與方法評估本質(zhì)上是一種經(jīng)驗方式，是基于現(xiàn)有數(shù)據(jù)或理論推算出某種情況下被評價目標(biāo)可能的毀傷狀態(tài)。由于需要以數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，而對于導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部打擊目標(biāo)的毀傷評估問題中，在很多情景下并沒有足夠的數(shù)據(jù)用于分析，使得應(yīng)用該方式研究導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部打擊目標(biāo)的毀傷評估仍有很大的空白可以開拓。

對于沖擊波和破片，目前已形成較為完善的經(jīng)驗公式，并且一些學(xué)者已對此進(jìn)行大量研究［60，98-100］。相關(guān)經(jīng)驗公式已變成相應(yīng)的研究工具，后續(xù)研究可以依據(jù)公式的適用條件進(jìn)行具體應(yīng)用。而對于數(shù)據(jù)分析方面，尤其是對于建筑物數(shù)據(jù)，在強(qiáng)沖擊作用下建筑結(jié)構(gòu)毀傷數(shù)據(jù)不多，且非常零散，只能大致判斷。而建筑物千差萬別，也就難于依據(jù)這些數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地判定出整個建筑毀傷情況。因此，在理論分析計算方面仍需要探究更多毀傷元和拓展現(xiàn)有經(jīng)驗公式的使用途徑，使其具有更廣泛的適用性。同時，對于數(shù)據(jù)歸納方面，仍需要對不同目標(biāo)、不同場景的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集分析。

對于同一目標(biāo)同一工況下，數(shù)值模擬與仿真、理論與方法評估以及現(xiàn)場試驗均可以獲得導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部打擊下目標(biāo)毀傷評估結(jié)果，且理論上三者所獲得結(jié)果應(yīng)是一致的。數(shù)值模擬與仿真可以獲得相對精確且直觀的結(jié)果、但其對模型的依賴性非常高，不準(zhǔn)確的模型將會造成巨大的誤差。理論與方法評估需要基于毀傷數(shù)據(jù)評估導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部打擊下目標(biāo)的毀傷程度，但評估結(jié)果相對模糊?，F(xiàn)場試驗一般能夠獲取真實可靠的毀傷評估結(jié)果，但成本消耗巨大。

目前三種方式在導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部打擊下目標(biāo)毀傷評估的研究方面均得到了廣泛的應(yīng)用，且三種方式是相互聯(lián)系，相互支持。而近年來的研究也多集中在根據(jù)研究對象的特點和研究問題的具體需求，選取最適合的手段，或開發(fā)和改進(jìn)現(xiàn)有經(jīng)驗公式、數(shù)值模型和方法，并將所得到的結(jié)果與試驗測得數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，以獲取更具有說服力的毀傷評估結(jié)果。

6 總結(jié)與展望

6.1 總結(jié)

以導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部打擊目標(biāo)的毀傷評估研究作為主線，將評估過程中所涉及相關(guān)問題，即毀傷評估模型、毀傷評估主體、分類目標(biāo)毀傷、毀傷評估手段等，依次進(jìn)行歸納總結(jié)，并開展評述展望。雖然該領(lǐng)域目前已有大量研究，但對于區(qū)域內(nèi)不同類型多目標(biāo)毀傷評估模型，目標(biāo)功能分布對毀傷結(jié)果的影響以及如何通過理論方法獲得目標(biāo)的毀傷概率等相關(guān)研究仍存在不足。

毀傷評估模型作為目標(biāo)毀傷量化方式的綜合，通過搭建基本框架并對評估方法、毀傷判據(jù)、毀傷準(zhǔn)則等進(jìn)行最優(yōu)組合，以達(dá)到對目標(biāo)毀傷程度最準(zhǔn)確的描述。現(xiàn)有評估方法繁多，但仍無法得到廣泛性毀傷評估方法。而對于毀傷判據(jù)與準(zhǔn)則研究，目前存在的最主要問題是等級劃分不規(guī)范，體系架構(gòu)不清晰，使其無法形成統(tǒng)一系統(tǒng)，可借鑒性差。

導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部毀傷概率是決定能否對目標(biāo)造成有效毀傷的主要影響因素。目前對落點概率的通用性和精確性仍需要進(jìn)行更深入研究。而在戰(zhàn)斗部毀傷效能上，缺乏更多場景和戰(zhàn)斗部的毀傷元的研究。作為毀傷過程中的另一主體，目前對不同目標(biāo)的易損性的研究相對完備，但在目標(biāo)易損性系統(tǒng)開發(fā)方面仍存在一定欠缺。

被毀傷目標(biāo)可分為單一目標(biāo)和集群目標(biāo)。單一目標(biāo)研究較多，但對于目標(biāo)物理與功能之間的映射關(guān)系表征不清晰，現(xiàn)有研究僅是宏觀大致描述、精度不高，無法很好的將物理毀傷轉(zhuǎn)換成功能降低。集群目標(biāo)的毀傷多集中于對同類多個目標(biāo)的毀傷，對于多個且不同類型目標(biāo)的毀傷研究十分匱乏。

毀傷評估手段作為毀傷評估的基本方式，相互補(bǔ)充，相互驗證。數(shù)值模擬與仿真可能存在數(shù)值模型不準(zhǔn)確，計算結(jié)果誤差大，需要反復(fù)調(diào)整等問題。在理論與方法評估方面，所研究的毀傷元和經(jīng)驗公式有限?，F(xiàn)場試驗則是在一定條件下對數(shù)值模擬與仿真、理論與方法評估進(jìn)行補(bǔ)充驗證，但目前受物理條件限制，很多試驗并不能進(jìn)行，這需要依賴綜合技術(shù)的發(fā)展。

6.2 展望

綜上，在現(xiàn)有關(guān)于導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部打擊下目標(biāo)毀傷評估問題的研究中，某些方面仍存在有較大的研究空間。故針對于此，提出以下研究建議：

（1）評估方法改進(jìn)仍是研究重點，但目前得到普適性評估方法并不實際。因此，需針對某場景，以準(zhǔn)確性為第一準(zhǔn)則，盡可能開發(fā)適用性廣泛且簡單的評估方法。

（2）毀傷判據(jù)、毀傷準(zhǔn)則缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，可針對此開展基本標(biāo)準(zhǔn)框架的研究，使其具有良好的借鑒和移植性。

（3）在蒙特卡羅方法的基礎(chǔ)上，應(yīng)用其對誤差、落點的模擬，降低模擬與實際落點之間的差異，提高戰(zhàn)斗部落點概率預(yù)測精度。

（4）對于戰(zhàn)斗部毀傷元，可開展除沖擊波、破片以外更多毀傷元的理論計算方法。而對于目標(biāo)易損性，亟待開發(fā)簡單、高效、準(zhǔn)確的易損性評估系統(tǒng)。

（5）目前單一目標(biāo)無法準(zhǔn)確量化物理毀傷與功能降低之間的關(guān)系，需發(fā)展各類型目標(biāo)的物理與功能之間映射關(guān)系及可擴(kuò)展性的表征方法。集群目標(biāo)可針對多個不同類型的毀傷評估進(jìn)行擴(kuò)展研究，給出綜合毀傷等級。

（6）在數(shù)值模擬與仿真方面，對實物建模的準(zhǔn)確性進(jìn)行研究。在理論與方法評估方面，擴(kuò)展更多的毀傷元，并獲得相關(guān)經(jīng)驗公式。在現(xiàn)場試驗方面，則需要在當(dāng)前技術(shù)條件下，探索更為理想的試驗方法。